UV-behandling av avloppsvatten

Rapport Nr 2015-04 UV-behandling av avloppsvatten Utvärdering av två svenska fullskaleanläggningar Magnus Bäckström, Stefan Alexandersson, Ida Bäcklund, Per-Eric Lindgren, Charlotta Skredsvik-Raudberget Svenskt Vatten Utveckling

Svenskt Vatten Utveckling Svenskt Vatten Utveckling (SVU) är kommunernas eget FoU-program om kommunal VA-teknik. Programmet finansieras i sin helhet av kommunerna. Programmet lägger tonvikten på tillämpad forskning och utveckling inom det kommunala VA-området. Projekt bedrivs inom hela det VA-tekniska fältet under huvudrubrikerna: Dricksvatten Rörnät & Klimat Avlopp & Miljö Management SVU styrs av en kommitté, som utses av styrelsen för Svenskt Vatten AB. För närvarande har kommittén följande sammansättning: Agneta Granberg (m), Ordförande Daniel Hellström, Utvecklingsledare Henrik Aspegren Per Ericsson Tove Göthner Per Johansson (s) Stefan Johansson Annika Malm Lisa Osterman Kenneth M. Persson Carl-Olof Zetterman Göteborg Svenskt Vatten VA SYD Norrvatten Sveriges Kommuner och Landsting Gävle kommun Skellefteå kommun Kretslopp och vatten, Göteborgs Stad Örebro kommun Sydvatten AB SYVAB Författarna är ensamt ansvariga för rapportens innehåll, varför detta ej kan åberopas såsom representerande Svenskt Vattens ståndpunkt. Svenskt Vatten Utveckling Svenskt Vatten AB Box 14057 167 14 Bromma Tfn 08-506 002 00 Fax 08-506 002 10 svensktvatten@svensktvatten.se www.svensktvatten.se Svenskt Vatten AB är servicebolag till föreningen Svenskt Vatten.

Svenskt Vatten Utveckling Bibliografiska uppgifter för nr 2015-04 Rapportens titel: Title of the report: Författare: Rapportnummer: 2015-04 Antal sidor: 48 Sammandrag: Abstract: Sökord: Keywords: Målgrupper: Omslagsbild: Rapport: Utgivningsår: 2015 Utgivare: Om projektet Projektnummer: 13-105 Projektets namn: Projektets finansiering: UV-behandling av avloppsvatten utvärdering av två svenska fullskaleanläggningar UV disinfection of wastewater evaluation of two full scale plants Magnus Bäckström, Stefan Alexandersson, Ida Bäcklund, Per-Eric Lindgren, Charlotta Skredsvik-Raudberget UV-behandling av utgående avloppsvatten i Huskvarna och Arvika har utvärderats som metod för att reducera halten mikroorganismer i bad- och råvatten. Mätdata från VA-verkens kontrollprogram samt intensivprovtagning under sommaren 2013 med kompletterande analyser av sporbildande bakterier, virus och parasiter har analyserats tillsammans med drifterfarenheter och kostnader. UV treatment of effluent sewage water in Huskvarna and Arvika has been evaluated as a method for reducing the level of microorganisms in bathing- and raw water. Measurement data from previous control programs, and intensive sampling during the summer of 2013 with additional analyzes of spore-forming bacteria, viruses and parasites have been analyzed together with experience of operation and costs. Avloppspåverkan, badvatten, desinfektion, logreduktion, patogener, råvatten Bacteria, bathing, log reduction, pathogen, sewage, surface water VA-huvudmän, myndigheter, konsulter, politiker, leverantörer, forskare UV-anläggning Huskvarna. Foto: Magnus Bäckström Finns att hämta hem som PDF-fil från Svenskt Vattens hemsida www.svensktvatten.se Svenskt Vatten AB Svenskt Vatten AB UV-behandling av avloppsvatten utvärdering av två svenska fullskaleanläggningar Svenskt Vatten Utveckling, Vatten & Miljöbyrån AB Layout: Bertil Örtenstrand, Ordförrådet AB.

Förord Projektet som redovisas i denna rapport har genomförts av Vatten & Miljöbyrån AB i Luleå huvudsakligen finansierat av Svenskt Vatten Utveckling (SVU) samt Jönköpings kommun, Arvika Teknik AB och Vatten & Miljöbyrån AB. Projektledare var Magnus Bäckström, Vatten & Miljöbyrån AB. Datainsamling och utvärdering genomfördes gemensamt med en projektgrupp bestående av Charlotta Skredsvik Raudberget från Jönköpings kommun, Stefan Alexandersson och Ida Bäcklund från Arvika Teknik AB, Per-Eric Lindgren från Linköpings Universitet/Länssjukhuset Ryhov samt Ann-Sofie Wikström från Vatten & Miljöbyrån AB (senare PIREVA AB, Piteå). Styrgrupp var Stefan Marklund, Luleå kommun/luleå tekniska universitet (SVU:s representant), Roger Rohdin från Jönköpings kommun, Bo Axelsson från Arvika Teknik AB samt Robert Jönsson från Vatten & Miljöbyrån AB. Författarna vill tacka alla som bidragit med synpunkter i arbetet. Ett särskilt tack till Olof Bergstedt, Kretslopp och vatten, Göteborg Stad och Caroline Schönning, Folkhälsomyndigheten. Ett stort tack till Emma Berglind och Länssjukhuset Ryhov som genomförde mikrobiologiska analyser av virus, parasiter och clostridier i vattenprover tagna i Huskvarna avloppsreningsverk under intensivprovtagning sensommaren 2013. Tack också till Olof Bergstedt och Henrik Rydberg vid Kretslopp och vatten, Göteborg Stad för hjälp med analys av kolifager hösten 2013. Luleå 2014-12-10 Magnus Bäckström 3

4

Innehåll Sammanfattning... 6 Abstract... 7 1 Bakgrund... 8 2 Mål... 10 3 Fullskaleanläggningar... 11 3.1 Huskvarna avloppsreningsverk...11 3.2 Arvika avloppsreningsverk...13 4 Metod... 16 4.1 Allmänt...16 4.2 Provtagning och analys...16 4.3 Databearbetning...18 5 Resultat... 20 5.1 Flöde...20 5.2 Suspenderade ämnen...21 5.3 UV-transmittans...22 5.4 Mikrobiologisk belastning före UV...22 5.5 Långtidsuppföljning UV-anläggningar Huskvarna och Arvika...26 5.6 Logreduktion E.coli och enterokocker badvattenperspektivet...31 5.7 Logreduktion virus och sporer dricksvattenperspektivet...32 6 Kostnader... 35 7 Diskussion... 36 7.1 Skillnad i riskanalys för badvatten jämfört med dricksvatten...36 7.2 Indikatorbakterier vs patogener?...36 7.3 Partikelavskiljande förbehandling...37 7.4 Möjliga förbättringar UV-anläggning...37 8 Slutsatser... 39 9 Referenser... 41 Bilaga 1 Metodik patogenanalys... 42 5

Sammanfattning Avloppsreningsverken i Huskvarna (ca 30 000 pe anslutna) och Arvika (ca 21 000 pe anslutna) har under flera år behandlat utgående avloppsvatten med UV-ljus. Anläggningarna har körts under sommarhalvåret med primärt syfte att minska risken för vattenburen smitta i samband med bad i den sjö som även är recipient för renat avloppsvatten. Förutom risken för smitta vid bad finns även en risk för smitta via dricksvatten eftersom utloppet från Huskvarna avloppsreningsverk mynnar i råvattentäkten Vättern. UV-anläggningar i Huskvarna och Arvika är snarlika, men Huskvarna har installerat ett skivfilter före UV-ljuset som en extra partikelavskiljande förbehandling. Målet med denna studie var att utvärdera UV-behandlingens reducerande effekt med avseende på mikroorganismer baserat på tillgängliga mätdata från VA-verkens kontrollprogram samt intensivprovtagning under sommaren 2013. Under intensivprovtagningen genomfördes kompletterande analyser av sporbildande bakterier, virus och parasiter. Drifterfarenheter och kostnader har utvärderats tillsammans med driftansvariga. UV-behandling under sommarperioder i Huskvarna åren 2007 2013 och Arvika åren 2010 2013 gav en genomsnittlig logreduktion för E.coli och Intestinala enterokocker på ca 2 log (99 %). Inaktivering av sjukdomsframkallande virus och parasiter var svårbedömd på grund av ej detekterbara eller kvantifierbara halter före UV-ljuset. Uppmätt inaktivering av clostridier och kolifager antas ge en indikation på virusinaktiveringen. Logreduktion för clostridier och kolifager var i storleksordningen 1 log (90 %) under studerad mätperiod (sensommar 2013) i Huskvarna avloppsreningsverk. UV-behandlingen har svårt att kontinuerligt bibehålla låga utgående halter av indikatorbakterier och hög logreduktion. Överskridande av halt E.coli > 500 cfu/100 ml inträffade vid ca 10 % av provtagningstillfällena vid Huskvarna avloppsreningsverk för perioden 2008 2013. Möjliga orsaker till tidvis bristfällig UV-desinfektionen är hög flödesbelastning, igensättning av lampor/blockering av UV-ljus, upprepade material- och driftproblem samt olika typer av hydrauliska störningar. Relativt stora variationer av UV-transmittansen har uppmätts vilket pekar på ett behov av fortsatt utveckling av effektivare och driftsäkrare förbehandling (avskiljning). Utvärderingen av UV-behandling av utgående avloppsvatten med de processutformningar som tillämpats i Huskvarna och Arvika visar att halten patogena bakterier och sannolikt även parasiter kan reduceras till en nivå som är acceptabel för badvatten. Mycket talar dock för att UV-ljusbehandling av denna typ endast marginellt minskar utsläpp av sjukdomsframkallande (viabla) virus från avloppsreningsverket vilket innebär att risken för vattenburen smitta via ytvattenbaserat dricksvatten kan kvarstå. Fortsatt utveckling av tekniken inklusive effektivare förbehandling, fullskaletester under vinterhalvåret samt metodik för att utvärdera inaktivering av patogener (validering) rekommenderas. 6

Abstract Wastewater treatment plants in Huskvarna (about 30 000 pe connected) and Arvika (about 21 000 pe connected) have treated effluent sewage water with UV light for several years. The UV applications have been run during the summer months primarily to reduce the risk of waterborne infection associated with bathing in the lake which also is the recipient for treated wastewater. In addition to the risk of infection when bathing, there is also a risk of infection through drinking water because same lake is the water source for drinking water production. UV systems in Huskvarna and Arvika are similar, but Huskvarna have installed a disc filter before the UV light as a pre-treatment to insure the recommended limit values for suspended solids. The aim of this study was to evaluate UV disinfection based on available data from the municipalities and intensive sampling during the summer of 2013. During the intensive sampling, additional analysis of spore-forming bacteria, viruses and parasites were conducted. Operational issues and costs have been assessed together with the staff in Huskvarna and Arvika. UV disinfection during summer periods in Huskvarna 2007 2013 and Arvika 2010 2013 showed a mean log reduction of E. coli and intestinal enterococci of about 2 log (99%). Inactivation of pathogenic viruses and parasites were difficult to assess because of undetectable or quantifiable levels prior to UV light. Measured inactivation of clostridia and coliphage assumed to give an indication of viral inactivation. Log reduction for clostridia and coliphage was of the order of 1 log (90 %) during the measurement period studied (late summer 2013) in Huskvarna. UV disinfection did not continuously maintain low output levels of indicator bacteria and log reduction was sometimes very low. As a consequence, concentrations of E. coli exceeding 500 cfu / 100 ml occurred at approximately 10 % of the sampling events at Huskvarna wastewater treatment plant for the period 2008 2013. Possible reasons for occasionally poor UV disinfection are high flow load, clogging of lamps, blocking of UV light, repeated operational problems and various types of hydraulic disturbances. Relatively large variations of the UV transmittance were measured which indicates a need for continued development of more efficient and more reliable pre-treatment focusing on small particles. The evaluation of the UV disinfection of wastewater at the studied plants in Huskvarna and Arvika shows that the concentration of pathogenic bacteria and probably also parasites can be reduced to a level acceptable for bathing. However, the results indicate that UV disinfection of this type only marginally reduces emissions of pathogenic (viable) viruses from wastewater treatment plants, which means that the risk of waterborne infection through drinking water can persist. Continued development of technologies including more efficient pre-treatment, full-scale tests during the winter months and methodology to evaluate the inactivation of pathogens (validation) is recommended. 7

1 Bakgrund Råvattenkvaliteten påverkas mer eller mindre av olika avloppsströmmar, genom att vattentäkten är recipient för exempelvis bräddavlopp, dagvatten, avrinning från djurhållning eller kommunala avloppsreningsverk. Mikrobiella barriärer i vattenverken säkrar normalt en god dricksvattenkvalitet och undviker vattenburen smitta, men årligen förekommer incidenter där dessa barriärer ej är tillräckliga. Sjukdomsframkallande mikroorganismer i avlopp från människa eller djur som avleds till recipienten kan även ge annan viktig problembild badvattenkvalitet försämras och de badande kan bli smittade. När det gäller badvattenkvalitet finns för övrigt fastställda krav i EU s badvattendirektiv 2006/7/EG. Det finns starka motiv att se över möjligheterna att förhindra avloppspåverkan på råvatten och badvatten (Bäckström et al., 2013). Det gäller då dels lidande för den enskilde som drabbas av sjukdom (vanligast är diarré och kräkning), dels de mycket allvarliga konsekvenser och omfattande kostnader för samhället som ett sjukdomsutbrott kan orsaka. Tillgängliga metoder för att förhindra mikrobiell påverkan från samhällets avloppsströmmar har tidigare sammanställts i SVU-rapport 2013-22 (figur 1.1) (Bäckström et al., 2013). Rapporten innehåller en verktygslåda baserat på litteraturstudier (både nationella och internationella studier) och en enkätundersökning. Enkäten, som gick ut till samtliga VA-chefer och miljöchefer i Sverige, var inriktad på att sammanställa vilka åtgärder som genomförts eller planerar att genomföras för att minska avloppspåverkan på råvatten, i syfte att hitta goda exempel från svenska kommuner. Tidigare litteraturstudie visade att i de fall inaktivering av mikrobiella föroreningar av avloppsvatten ansetts nödvändig är UV-behandling den förordade tekniken i flera oberoende studier (bl.a. USA och Tyskland). UV-behandling efter konventionell avloppsrening kan antas ge en log10-reduktion av viabla mikroorganismer på i storleksordningen 2 3 (Bäckström et al., 2013). Det skandinaviska samverkansprojektet Virus i vatten skandinavisk kunskapsbank (VISK) anger att avloppsreningsverk med vattentäkt som recipient utgör den viktigaste källan till virus som smittar människor via dricksvatten (VISK, 2013). Enligt Livsmedelsverkets rapport nr 6 2012 Mikrobiologiska dricksvattenrisker ur ett kretsloppsperspektiv (Dryselius, 2012) har tidigare studier visat att utsläpp från avloppsreningsverk orsakat dricksvattenburna utbrott. Sannolikt är det reningsverken som via stora punktutsläpp står för de största riskerna. Tidigare långtidsundersökning av norovirusförekomst i svenska ytvattentäkter visade att avloppsvatten är en bidragande orsak till norovirus (infektiösa eller inte) som finns i ytvattentäkter (Ansker et al., 2013). Olika desinfektionsmetoder har varierande förmåga att reducera halten infektiösa bakterier, virus och parasiter. Omfattande forskning inom detta område har bedrivits. En översikt av effektiviteten hos de vanligaste desinfektionsmetoderna ges i tabell 1.1 nedan, hämtat från VISK-handboken (VISK, 2013). Rapport Nr 2013 22 Metoder för att förhindra mikrobiell avloppspåverkan på råvatten Magnus Bäckström Robert Jönsson Anna Mäki Alexandra Sjöstrand Ann-Sofie Wikström Svenskt Vatten Utveckling Figur 1.1 Kunskapsöversikt och verktygslåda, tidigare SVU-rapport 2013-22 8

Tabell 1.1 Effektiviteten hos de vanligaste desinfektionsmetoderna, enligt VISK-handboken (VISK, 2013) Desinficerande metod Bakterier Virus Parasiter Klorering Mycket bra Ganska bra Dålig Ozonering Mycket bra Mycket bra Delvis bra 1 UV-bestrålning Mycket bra Bra 2 Mycket bra 1 Bra mot Giardia, mindre bra mot Cryptosporidium 2 Bättre för vissa virus än andra, bland annat tål Adenovirus UV Behovet av partikelavskiljande förbehandling är en viktig fråga samtidigt som tidiga resultat pekat på stora variationer i inaktiveringsresultat utan tydlig koppling till driftparametrar. Partiklar i vattnet kan skydda patogener från strålningen och det är därför viktigt att ha så låg turbiditet som möjligt in i aggregaten (VISK, 2013). UV-behandling av avloppsvatten har således potential att ge en avsevärd inaktivering av sjukdomsframkallande mikroorganismer, är väl spridd internationellt och kan relativt enkelt anpassas till befintliga avloppsreningsverk eller andra avloppsströmmar. En oberoende uppföljning av drifterfarenheter och inaktiveringsresultat från svenska fullskaleanläggningar som tillämpar UV-behandling av avloppsvatten skulle ge värdefull information för både VA-huvudmän och myndigheter inför framtida beslut. Det är inte otänkbart att krav på inaktivering av mikroorganismer/patogener vid svenska avloppsreningsverk kan bli vanligare i framtiden. 9

2 Mål Målet med denna studie är att utvärdera två befintliga anläggningar för UVbehandling av utgående avloppsvatten från avloppsreningsverk som metod för reduktion av mikroorganismer. Målet är också att utvärdera kostnader och drifterfarenheter. 10

3 Fullskaleanläggningar 3.1 Huskvarna avloppsreningsverk Huskvarna avloppsreningsverk har idag mekanisk, biologisk och kemisk rening (se figur 3.1). Reningsverket är dimensionerat för 43 000 personekvivalenter (pe) och flödet 1 400 m 3 /h. Aktuell belastning (2012) var 30 342 pe beräknat utifrån BOD 7 -belastning i inkommande vatten. Medelflöde 2012 var 658 m 3 /h. Vi höga inkommande flöden leds avloppsvatten förbi biologisk rening, men renas alltid mekaniskt och kemiskt. Ca 8 % av årsflödet leddes förbi biologisk rening på grund av hög hydraulisk belastning under år 2012 (Källa: Miljörapport 2012, Jönköpings kommun). Mekanisk rening sker med hjälp av två maskinrensade galler med 3 mm spaltvidd. I efterföljande sandfång finns en förluftare som blåser in luft för att avskilja olja och fetter, men också för att hålla slammet flytande och för att underlätta sandavskiljningen. I sandfånget tillsätts järnklorid (kemisk rening) som underlättar till flockbildningen och flockarna kan sedimentera i den efterföljande sedimenteringen. Biologisk rening sker i en aktivslamprocess som är utbyggd för kvävereduktion med en anox respektive aerob zon. Det biologiskt renade vattnet pumpas till ytterligare ett eftersedimenteringssteg där suspenderat material för möjlighet att sedimentera. En låg dos av aluminiumklorid tillsätts för att öka fällningskapaciteten och när avloppsvatten av hydrauliska skäl måste ledas förbi biosteget påbörjas automatiskt en högre dosering av aluminiumklorid för att ytterligare reducera suspenderat material ur avloppsvattnet. Det renade avloppsvattnet leds via en rörledning förlagd i Huskvarnaån till en värmepumpanläggning som drivs av Jönköpings Energi AB. I värmepumpen återvinns värmeenergin i avloppsvattnet, varefter vattnet rinner ut i Huskvarnaån via en utloppstub. Under badsäsongen, från juni till mitten av september, leds det utgående vattnet genom en desinfektionsanläggning bestående av skivfilter (partikelavskiljande förbehandling) och UV-ljus istället för genom värmepumpen. Figur 3.1 Processchema Huskvarna avloppsreningsverk (Källa: Miljörapport 2012) 11

På grund av närheten till Oset (badplats i Vättern) har Huskvarna avloppsreningsverk i många år fram till mitten av 2000-talet doserat ytterligare en fällningskemikalie (PAX) under sommarsäsongen för att förbättra kvaliteten på badvattnet. Detta har dock inte medfört ett minskat antal bakterier i det utgående vattnet mer än indirekt då halten suspenderat material minskar genom ökad avskiljning i processen. Jönköpings kommun startade under 2006 2007 arbetet med att projektera och installera en UV-anläggning för att reducera halterna av mikroorganismer i det utgående avloppsvattnet. Dimensionerande parametrar för projektering och upphandling sammanfattas i tabell 3.1. Anläggningen togs i drift i början av juli 2007. Anläggningen består av en filterenhet och ett UV-system, där filterenheten reducerar suspenderat material som annars antogs kunna försämra effekten av den efterföljande UV-behandlingen. Bedömning av utgående vatten från avloppsreningsverket under badsäsong sker sedan 2008 i enlighet med halter redovisade i tabell 3.2. Målet var således att uppnå kraven i EU:s badvattendirektiv på det utgående avloppsvattnet för att därmed också indirekt förbättra kvaliteten på badvattnet vid den närliggande badplatsen Oset vid södra stranden av Vättern. Vättern är även huvudvattentäkt för Jönköpings kommun och flera andra kommuner i regionen. En viktig kommentar angående hur kommunerna tillämpat de halter som anges i badvattendirektivet och anslutande vägledning: De krav på utgående vatten efter UV-ljus som ställdes vid upphandling av UV-anläggningarna hämtades från de vid tiden gällande riktlinjerna för badvatten. Vägledning för badvatten enligt direktiv 2006/7/EG (Version 9, 2013-06-18) utgiven av Havs- och vattenmyndigheten, anger halten 100 cfu/100 ml som gräns för Tjänligt avseende E.coli och Intestinala enterokocker när bedömningen baseras på enskilda prov. Jönköpings kommun (och Arvika) har dock inte formellt bedömt halterna i utgående avloppsvatten utifrån halter angivna i badvattendirektivet utan använt dessa som referensvärden för att ställa krav på leverantören och för den egna uppföljningen. Utgående avloppsvatten är dessutom inte badvatten eftersom det sker en viss utspädning och nedbrytning i recipienten mellan utlopp och badplats. Tabell 3.1 Dimensionerande parametrar år 2007, UV-behandling Huskvarna avloppsreningsverk (källa: Jönköpings kommun) Parameter Inkommande vatten Värde Maximalt flöde 1100 m 3 /h Maximal halt av suspenderat material Vattentemperatur E.coli Koliforma bakterier Intestinala enterokocker Utgående vatten 10 mg/l 15 22 C 100 000 cfu/100 ml 500 000 cfu/100 ml 100 000 cfu/100 ml E.coli 100 cfu/100ml 1 Intestinala enterokocker 100 cfu/100 ml 1 Koliforma bakterier 500 cfu/100 ml 2 1 Referensvärde utifrån Utmärkt kvalitet enligt badvattendirektiv 76/160/EEG 2 Referensvärde utifrån intern riktlinje Miljökontoret, Jönköpings kommun cfu=colony-forming unit 12

Tabell 3.2 Referensvärde för bedömning om UV-anläggningen har tillräcklig reduktionseffekt. (gällande från 2008 enligt EU:s badvattendirektiv 2006/7 EG (Även NFS 2008:8) Parameter Utmärkt kvalitet Tillfredsställande kvalitet Bra kvalitet Intestinala enterokocker 200 cfu/100 ml 330 cfu/100 ml 400 cfu/100 ml E.coli 500 cfu/100 ml 900 cfu/100 ml 1000 cfu/100 ml Filterenheten (figur 3.2) består av skivfilter med en filtrerduk som initialt hade en porstorlek på 10 μm. På grund av upprepad igensättning av filterduken byttes denna inför sommarsäsongen 2008 till en duk med porstorlek 20 μm. Filtret är av typen Hydrotech HSF2212-2FN med tolv segment och avloppsvatten filtreras i filterduken och det suspenderande materialet fastnar på duken. Duken backspolas med filtrerat avloppsvatten, vartefter spolvattnet samlas upp och leds till en på verket befintlig förtjockare. Figur 3.2 Foto skivfilter Huskvarna avloppsreningsverk (partikelavskiljande förbehandling) UV-systemet (figur 3.3) är av typen TROJAN UV 3000 plus och är den del av anläggningen som har den desinficerande effekten. På Huskvarna avloppsreningsverk består UV-lamporna av lågtryckslampor (monokromatiskt ljus med våglängd 254 nm) installerade i sex moduler med åtta lampor per modul. Total UV-effekt är 400 J/m 2 (40 mj/cm 2 ). Allt utgående vatten genomlyses av UV-lamporna som är monterade i en platsgjuten betongränna. En jämn vattennivå i rännan erhålls via en kombinerad nivå- och flödesreglering nedströms UV-lamporna. Rännans mått är längd 2 000 mm, bredd 609 mm och djup 1 060 mm. Effektiv volym (bestrålad vattenvolym) i rännan är uppskattningsvis 0,9 m 3. Figur 3.3 Foto UV-anläggning Huskvarna avloppsreningsverk 3.2 Arvika avloppsreningsverk Arvika avloppsreningsverk har idag mekanisk, biologisk kemisk rening (figur 3.4). Inkommande avloppsvatten pumpas med 2 st. snäckpumpar till maskinrensade silgaller. Från gallren leds vattnet till ett luftat sandfång och där tillsätts även förfällningskemikalie (polyaluminiumklorid). Efter sandfång sker biologisk rening med aktiv-slamprocess i två parallella linjer innehållande luftningsbassäng och mellansedimentering. Efter biosteget sker efterfällning och slutsedimentering. UV-behandling av utgående vatten från slutsedimentering sker under perioden 1 maj till 30 september. Utlopp för behandlat och bräddat (mekaniskt renat/förfällt) avloppsvatten sker i Kyrkviken ca 200 meter från stranden på 3 meters djup vid Viksholmen. 13

Figur 3.4 Processchema Arvika avloppsreningsverk. UV-behandling och justering av slamförtjockning ej inritad. UV-anläggning placerad i uppsamlingsränna efter slutsedimentering (Arvika Teknik AB) Verket är dimensionerat för 900 m 3 /h (Qdim) och BOD 7 -belastning 2 150 kg/d, vilket motsvarar ca 30 000 pe beräknat utifrån maximal BOD 7 -belastning. Rensgaller och försedimentering har kapacitet att behandla 2 Qdim. Under 2013 var medelflöde in till verket 7 200 m 3 /d vilket motsvarar 300 m 3 /h. Flöde under maxdygn var drygt dubbla medelflödet (2,4 ggr medeldygnflödet). Aktuell belastning (2013) är ca 21 000 pe beräknat utifrån medelvärdet för BOD 7 -belastningen (Källa: Miljörapport 2013, Arvika Teknik AB). Arvika kommun installerade försommaren 2010 en UV-ljusanläggning vid Vik avloppsreningsverk i centrala Arvika (figur 3.5). Syftet med anläggningen är att utgående avloppsvatten behandlas med UV-ljus innan det leds ut i recipienten Kyrkviken. Genom denna behandling var förhoppningen att reningsverkets bidrag till förhöjda bakteriehalter i Kyrkviken under badsäsongen minimeras. Kyrkviken har under de senaste 100 åren varit belastad med kommunalt avloppsvatten och dagvatten. Vid flera tillfällen under tidigare badsäsonger har prover från Kyrkviken visat på alltför höga bakterietal, enligt Arvika kommun. Kommunens miljökontor har därför avrått från bad i Kyrkviken. Kraven på UV-ljusutrustningen som ställdes var att anläggningen skall dimensioneras för flöden på 600 m 3 /h, ett flöde motsvarande drygt 90 % av alla noterade maxflöden baserat på timupplösning under maj september 2008. Mål får UV-ljusbehandlingen baserades på utmärkt badvattenkvalitet i inlandsvatten enligt NFS 2008:8, tabell 3.1. Se tidigare kommentar kapitel 3.1 kring VA-huvudmannens tillämpning av halter angivna i badvattendirektivet och vägledning. Detta gäller även för Arvika. Figur 3.5 Foto Arvika UV-anläggning (Foto: Stefan Alexandersson) 14

Figur 3.6 Ritningar UV-anläggning Arvika avloppsreningsverk (Arvika Teknik AB, 2011). 1/ Bänk (1st), 2/Moduler (4 st.), 3/Lampor (32 st.), 4/Strömförsörjningsenhet, 5/Automatisk rengöring 6/Viktad lucka för nivåreglering. 15

4 Metod 4.1 Allmänt UV-behandling av utgående avloppsvatten har studerats vid två avloppsreningsverk belägna i Huskvarna respektive Arvika. I båda fallen var UVbehandlingen anlagd och drifttagen flera år innan aktuellt SVU-projekt startade. Det fanns således en stor mängd historiska data att sammanställa eftersom VA-huvudmännen för de båda anläggningarna analyserat halter av indikatorbakterier (E.coli, Koliforma bakterier och Intestinala enterokocker) före respektive efter UV-behandlingen för samtliga sommarperioder då anläggningen varit i drift (långtidsuppföljning). Under sommarperioden 2013 genomfördes utökad provtagning och mikrobiologisk analys (intensivprovtagning). Förutom resultat från mikrobiologiska analyser sammanställdes tillgänglig driftdata och data från fysikalisk/kemisk vattenanalys. Även tillgängliga uppgifter kring kostnader för investering och drift samt kvalitativa data avseende drifterfarenheter och förbättringspotential samlades in. Underlaget avseende driftdata och kostnader begränsades av vilka uppgifter som dokumenterats av VA-huvudmännen för de båda studerade anläggningarna. När det gäller redovisning och analys av datamaterialet användes Excel för framtagande av tidsserier, parameterjämförelser och tabeller. Den huvudsakliga metoden var således analys och diskussion baserat på grafisk presentation av det omfattande dataunderlaget. Bearbetning av data med avancerade statistiska metoder var ej möjlig inom ramen för detta projekt. Nedan beskrivs kortfattat provtagning, analysmetoder och databearbetning. För vissa av analysmetoderna redovisas kompletterande information i Bilaga 1. 4.2 Provtagning och analys Provtagning genomfördes i samtliga fall av personal vid respektive reningsverk. I samtliga fall har stickprov tagits i vattenströmmen och omgående överförts till provkärl avsett för respektive analys, förutom dygnsprov inkommande/utgående där automatisk provtagare använts. Proven har hållits kylda och omgående transporterats till lab. Provtagningsplan och analysplan inklusive vilka parametrar som skulle vara mest prioriterade att analysera togs fram av projektgruppen i samråd med nationella experter. Prioriteringen gjordes utifrån målsättningen att valda parametrar skulle representera flera grupper av patogener som orsakar vattenburen smitta, dvs. bakterier, virus och parasiter. Vattenanalyser skedde vid tre olika laboratorier: 1/Simsholmens avloppsreningsverk, ackrediterat VA-lab, Jönköpings kommun, 2/Alcontrol (via upprättade rutiner/ramavtal Huskvarna och Arvika kommun), 3/Länssjukhuset Ryhov, Jönköping samt 4/Göteborg Vatten, Lackarebäcks vattenverk. 16

Sammantaget har betydligt fler mätningar genomförts vid Huskvarna avloppsreningsverk eftersom intensivprovtagning och utökad analys avseende patogener endast utfördes vid denna anläggning. Genomförd provtagning och vattenanalys sammanfattas i tabell 4.1 4.4 nedan. Beskrivning av analysmetoder avseende clostridier, virus och parasiter redovisas i Bilaga 1. För virus och parasiter användes molekylärbiologisk analysteknik (realtids-pcr) för att detektera och kvantifiera. PCR-tekniken användes även för att vid behov typa noro-, astro-, sapo- och rotavirus. Tabell 4.1 Provtagning och vattenanalys långtidsuppföljning Huskvarna avloppsreningsverk ( Bas-nivå ) under badsäsong juni augusti 2007 2013 (Anm. provperioden utökades till slutet av september under år 2013) Parameter Frekvens Mätpunkter Kommentar Flöde Kontinuerligt Inkommande Dygnsmedelflöde enligt driftrapport Suspenderade ämnen 2 ggr/vecka Före respektive efter skivfilter Analyserat av Simsholmen VA-lab enligt standardmetod SS-EN 872 Transmittans 2 ggr/vecka Före respektive efter skivfilter Analyserat av Simsholmen VA-lab enligt standardmetod E.coli 2 ggr/vecka Före respektive efter UV-ljus Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod SS 028167-2 Koliforma bakterier Intestinala enterokocker 2 ggr/vecka Före respektive efter UV-ljus Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod SS 028167-2 2 ggr/vecka Före respektive efter UV-ljus Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod SS-EN ISO 7899-2 Tabell 4.2 Utökad provtagning Huskvarna avloppsreningsverk under badsäsongen 2012 Parameter Provtillfällen Mätpunkter Kommentar E.coli 4 Koliforma bakterier Intestinala enterokocker Tabell 4.3 (4/7, 6/7, 2/8, 27/8 år 2012 ) 5 Inkommande, Efter biologisk rening, Före skivfilter, Efter skivfilter, Efter UV-ljus (Utgående) Stickprov för att se stegvis inaktivering genom hela verket. Analyserat av Alcontrol enligt standardmetoder. Intensivprovtagning och utökad mikrobiologisk analys Huskvarna avloppsreningsverk under perioden 29 augusti 23 september 2013 Frekvens/provtillfällen Mätpunkter Parametrar Kommentar 4 prov per dag (kl 8, 10, 13 och 15) under fyra dagar (Σ 16 provtillfällen) 1 dygnsprov per vecka (Σ 2 provtillfällen) 3 prov per dag (kl 8, 10, 13) under en dag (23 sept) (Σ 3 provtillfällen) 3 Före skivfilter, efter skivfilter och efter UV-ljus 2 Dygnsprov inkommande och utgående 3 Före skivfilter, efter skivfilter och efter UV-ljus Indikatorbakterier; E.coli, Koliforma bakterier, Intestinala enterokocker Virus; Sapo, Rota, Astro, Noro G1, Noro G2 Parasiter; Giardia, Cryptosporidium, Entamoeba dispar Clostridium perfringens Indikatorbakterier, virus och parasiter enligt ovan Kolifager och Clostridium perfringens Analyserat av Alcontrol enligt standardmetoder Analyserat av lab Ryhov, metodbeskrivning se Bilaga Analyserat av lab Ryhov, metodbeskrivning se Bilaga Analyserat av lab Ryhov, metodbeskrivning se Bilaga Analyserat av lab Ryhov Flödesproportionerligt samlingsprov förvarat under provtagningsdygnet i kylskåp Analyserat av lab Göteborg Vatten enligt standardmetoder SS-EN ISO 10705-2:2000 (kolifager) och ISO/CD 6461-2, 20021220 (Clostridier) 17

Tabell 4.4 Provtagning och vattenanalys långtidsuppföljning Arvika avloppsreningsverk under perioden maj september för åren 2010 2013 Parameter Frekvens Mätpunkter Kommentar Flöde Kontinuerligt Inkommande Dygnsmedelflöde enligt driftrapport Suspenderade ämnen 0,5 2 ggr/vecka Före UV-ljus Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod SS-EN 872 Transmittans 0,5 2 ggr/vecka Före UV-ljus Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod E.coli 0,5 2 ggr/vecka Före respektive efter UV-ljus (parvisa prov) Intestinala enterokocker 0,5 2 ggr/vecka Före respektive efter UV-ljus (parvisa prov) Anm. Frekvensens av vattenanalyser var intensivare under drifttagning (2010) och under 2013 Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod SS 028167-2 Analyserat av Alcontrol enligt standardmetod SS-EN ISO 7899-2 4.3 Databearbetning Värden under detektionsgränsen för indikatororganismer (ex. angiven halt <10 cfu/100 ml i analysprotokollet) sattes till detektionsgränsen. Således gjordes en konservativ tolkning, sannolikt var halten (i cfu/100 ml) lägre än den redovisade vilket dock ej var möjligt att kvantifiera. På liknande sätt hanterades halter som översteg analysmetodens övre kvantifieringsgräns, dvs. mätresultatet >100 000 cfu/100 ml sattes till 100 000 cfu/100 ml i samband med att tidsseriekurvor framställdes. Detektionsgränser och kvantifieringsgränser innebär således att tidsserier och andra grafiska presentationer av mätdata uppvisar ett golv och ett tak som inte nödvändigtvis är den faktiska halten. Alternativet att utelämna dessa data bedömdes dock som sämre eftersom det finns ett stort värde att visualisera anläggningens funktion över tid och i jämförelse med övriga parametrar. Log-reduktion beräknades över UV-anläggningen (Huskvarna och Arvika) eller över andra processteg i reningsverket (dataunderlag tillgängligt endast för Huskvarna). Grunden för beräkningen är parvisa manuella prover tagna före respektive efter behandlingsprocessen. Av praktiska skäl kunde således inte prover tas exakt vid samma tidpunkt men inom den tidsrymd det tar för provtagaren (driftpersonal) att förflytta sig i flödesriktningen till nästa provpunkt i reningsverket, uppskattningsvis mindre än ett par minuter. Log-reduktionen är ett mer hanterbart mått jämfört med procentreduktion eller skillnad i halt mikroorganismer före respektive efter behandling. Log-reduktionen beskriver minskningen av x i uttrycket 10 x. Exempel: en logreduktion på 2 motsvarar en minskning av halten mikroorganismer från 10 000 cfu/100 ml till 100 cfu/100 ml, dvs. från 10 4 till 10 2. Begreppet inaktivering är ett sätt att redovisa (en önskvärd) effekt av UVbehandlingen. Även om organismen som studeras fortfarande kan leva efter UV-bestrålningen så är det önskvärt att det genetiska materialet skadats så att organismen ej är förmögen att föröka sig, organismen har inaktiverats. För att en människa ska bli sjuk av en sjukdomsframkallande mikroorganism (bakterie, parasit eller virus) krävs att organismen kan föröka sig och infektera människan. För indikatorbakterier såsom E.coli motsvarar inaktiveringen minskningen i halt, eftersom den mikrobiologiska mätmetodiken baseras på odling i/på ett för organismen anpassat substrat. Man mäter här alltså antalet organismer som har förmågan att föröka sig och växa till i antal i rätt miljö. När det gäller virus är det svårare att mäta om viruset är 18

infektiöst eller inte, dvs. om UV-behandling i tillräcklig grad har inaktiverat viruset, eftersom mätmetodiken ej baseras på odling utan på analys av delar av det genetiska materialet. 19

5 Resultat 5.1 Flöde Under de olika sommarperioder som analyserats har de grundläggande förutsättningarna för avloppsreningen varierat, i huvudsak beroende på väderrelaterade orsaker. Både Huskvarna och Arvika avloppsreningsverk är slutdestinationen i ett avloppssystem som även avleder varierande mängder tillskottsvatten (ex. dagvatten, dräneringsvatten, inläckande grundvatten). Nederbördsvariationer och grundvattennivå påverkar därmed flödesbelastningen på avloppsreningsverket, vilket i sin tur kan påverka vattnets sammansättning och uppehållstid i reningsprocessen. Ett försök att åskådliggöra variationerna i flöde (Q) under provtagningstillfällen ges i tabell 5.1 och 5.2 nedan. Tabell 4.4 indikerar att för Huskvarnas del var det högst flödesbelastning under sommarsäsongen 2007, jämfört med provtagningstillfällen under senare år. Även 2012 hade generellt sett hög flödesbelastning. Åren 2008 2011 uppvisar en relativt liknande genomsnittlig flödesbelastning medan sommarsäsongen 2013 sticker ut som en period med betydligt lägre flöden. Denna flödesstatistik utgår alltså från aktuella flöden de tillfällen prov togs för att utvärdera UV-ljusets desinficerande funktion. Tabell 5.1 Översiktlig statistik flöde under provtagningstillfällen Huskvarna 2007 2013 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Totalt antal provtagningstillfällen 59 30 23 17 26 17 41 Antal provtagningstillfällen där uppgift om aktuellt flöde saknas 21 0 2 2 0 7 1 Q medel (m 3 /h) 790 639 604 659 614 726 473 Q median (m 3 /h) 772 590 561 599 571 636 491 Q max (m 3 /h) 1 032 964 1 021 1 034 1 036 1 062 698 Q min (m 3 /h) 476 395 397 404 341 445 309 Motsvarande statistik för Arvikas avloppsreningsverk redovisas i tabell 5.2. Även här syns ett liknande mönster vid jämförelse mellan olika år, dvs. att 2012 hade en något högre flödesbelastning vid de tillfällen prov togs. Resultatet visar vidare att skillnaden mellan max- och min-flöden är stora. Noterbart är även att antalet prov mellan olika år varierar betydligt. Tabell 5.2 Översiktlig statistik flöde under provtagningstillfällen Arvika 2010 2013 2010 2011 2012 2013 Totalt antal provtagningstillfällen 16 7 12 36 Antal provtagningstillfällen där uppgift om aktuellt flöde saknas 0 0 0 0 Q medel (m 3 /h) 362 287 389 331 Q median (m 3 /h) 340 268 399 305 Q max (m 3 /h) 771 362 485 777 Q min (m 3 /h) 202 247 249 208 20

5.2 Suspenderade ämnen Som ovan nämnts kan varierande flöden ge konsekvenser avseende avloppsvattnets sammansättning (utspädning, högre sedimenttransport eller slamflykt vid höga flöden) samt möjligen de konventionella reningsprocessernas reningsresultat (ex. sedimentering). Halten suspenderade ämnen har sannolikt en betydelse för UV-behandlingen, eftersom höga halter partiklar i vattnet kan blockera UV-ljuset från att ha avsedd (inaktiverande) effekt på mikroorganismerna i vattenströmmen. Jönköpings kommun satte därför upp målet att halten suspenderade ämnen ska understiga 10 mg/l, på inrådan från leverantören av UV-ljusanläggningen. I figur 5.1 och 5.2 nedan visas uppmätta susphalter före skivfilter och UV-ljus i Huskvarna respektive före UV-ljus i Arvika. 35 Suspenderade ämnen, SS (mg/l) 30 25 20 15 10 5 0 0 200 400 600 800 1000 1200 Figur 5.1 Flöde (m3/h) Halt suspenderade ämnen före UV-ljus vs. flöde. Huskvarna 2007 2013 Antal rapporterade parametervärden suspenderade ämnen = 190 st. 14 12 Suspenderade ämnen, SS (mg/l) 10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Flöde (m3/h) Figur 5.2 Halt suspenderade ämnen före UV-ljus vs. flöde. Arvika 2010 2013 Antal rapporterade parametervärden suspenderade ämnen = 58 st. Resultaten i figur 5.1 och 5.2 ovan visar att hög susphalt (SS > 10 mg/l) före UV-ljuset mycket sällan inträffat, ca 5 % av provtillfällena. De högsta susphalterna inträffar vid hög flödesbelastning, men generellt (vid medelhöga till låga halter SS) saknas ett tydligt samband mellan flöde och susphalt. I Huskvarna sker partikelavskiljande förbehandling innan UV-ljuset. 21

Effekten av skivfiltret illustreras i figur 5.3 nedan. Resultatet visar att partikelavskiljningen över skivfiltret motsvarar ett nära nog linjärt samband, dvs. skivfiltret minskar susphalten med ca 30 % oberoende av hur smutsigt vatten som påförs filtret. 18 16 Susphalt efter skivfilter (mg/l) 14 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 Figur 5.3 Susphalt före skivfilter (mg/l) Samband mellan susphalt före respektive efter skivfilter, Huskvarna 2007 2013 Antal rapporterade parametervärden suspenderade ämnen före och efter skivfilter = 189 st. 5.3 UV-transmittans UV-transmittans (UV-T) före UV-ljuset var i genomsnitt 63 % i Huskvarna och 58 % i Arvika. Variationen, uttryckt som intervallet mellan 10-percentilen och 90-percentilen, var 54 % 69 % UV-T för Huskvarna och 52 % 63 % UV-T för Arvika. 5.4 Mikrobiologisk belastning före UV Utöver ovan beskrivna variationer och samband avseende flöde och suspenderade ämnen är förekomsten och halten av mikroorganismer som överlevt passagen genom de mekaniska, biologiska och kemiska reningsprocesserna en intressant utgångspunkt för analysen av UV-behandlingens inaktiveringsresultat. Relativt få analyser av inkommande avloppsvatten gjordes inom ramen för projektet, men under 2012 analyserades indikatororganismer vid fyra tillfällen i fem steg i Huskvarna reningsverk från inkommande till utgående (tabell 5.3). Noterbart är att halten koliforma bakterier är i paritet med halten E.coli, varför redovisning av koliforma bakterier utelämnas här. Resultatet av provtagningen i Huskvarna reningsverk från inkommande till utgående sommaren 2012 visar att halterna i inkommande är över kvantifieringsgränsen för analysen, dvs. mer än 100 000 cfu/100 ml. Med annan spädning vid analysen hade möjligen en högre halt kunnat kvantifieras. Enligt en sammanställning av flera referenser uppskattar Schönning (2003) halten E.coli i obehandlat avloppsvatten 100 000 till 10 000 000 cfu/100 ml och Intestinala enterokocker sannolikt något lägre (100 000 1 000 000 cfu/100 ml). 22

Tabell 5.3. Halt indikatorbakterier (cfu/100 ml) genom Huskvarna avloppsreningsverk sommaren 2012 Provtagn. tidpunkt Inkommande Efter Biologisk rening Före Skivfilter (=utgående Sept-Maj) Efter Skivfilter Efter UV-ljus E.coli Intestinala enterokocker E.coli Intestinala enterokocker E.coli Intestinala enterokocker E.coli Intestinala enterokocker E.coli Intestinala enterokocker 2012-07-04 >100 000 >100 000 16 000 9 300 15 000 4 500 18 000 4 500 9 9 2012-07-06 >80 000 >100 000 9 700 3 600 4 500 1 500 4 000 1 600 <10 <10 2012-08-02 >100 000 >100 000 1 500 320 1 400 510 1 100 410 <10 <10 2012-08-27 >100 000 >100 000 4 300 500 7 200 550 2 600 530 36 27 Även om fokus i detta avsnitt är input av mikroorganismer till UV-anläggningen visar tabell 5.3 en betydande reduktion av halten indikatorbakterier efter UV-behandling. Här redovisas endast de provtillfällen då samordnad provtagning genom verket genomfördes. Samtliga data före respektive efter UV-ljus (halter och logreduktion) presenteras längre fram i rapporten. Samtliga mätresultat avseende E.coli och Intestinala enterokocker i den mätpunkt som motsvarade utgående vatten innan UV-behandlingen installerades i Huskvarna och Arvika redovisas i figur 5.4, 5.5, 5.6 och 5.7. Som figur 5.4 till 5.7 visar, var halterna indikatorbakterier generellt sett något högre efter mekanisk, biologisk och kemisk rening i Arvika jämfört med Huskvarna. Detta gäller särskilt Intestinala Enterokocker (median 2200 cfu/100 ml i Huskvarna jämfört med median 17 000 cfu/100 ml i Arvika). En möjlig förklaring är den höggradigare biologiska reningen (kväverening) i Huskvarna. Logreduktion från inkommande till mätpunkt före UV-ljus är svår att beräkna då halterna i inkommande ej är kvantifierade med exakthet, men resultaten indikerar att en reduktion på minst ca 2 log för indikatorbakterier är sannolik för Arvika och Huskvarna avloppsreningsverk (utan UV-ljus). Huskvarna eventuellt något högre än 2 log. 1000000 100000 E.coli före skivfilter (cfu/100 ml) 10000 1000 100 10 6800 1 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156 161 166 171 176 181 186 191 196 201 206 211 216 Antal parametervärden = 214 st., löpnummer på x-axeln. Röd punkt markerar median. Figur 5.4 Haltfördelning av E.coli efter mekanisk, biologisk och kemisk rening (före skivfilter och UV-ljus), Huskvarna avloppsreningsverk 2007 2013 23

100000 Int. Enterokocker före skivfilter (cfu/100 ml) 10000 1000 100 10 1 Figur 5.5 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116 121 126 131 136 141 146 151 156 161 166 171 176 181 186 191 196 201 206 211 2200 Haltfördelning av Intestinala enterokocker efter mekanisk, biologisk och kemisk rening (före skivfilter och UV-ljus), Huskvarna avloppsreningsverk 2007 2013 Antal parametervärden = 212 st., löpnummer på x-axeln. Röd punkt markerar median. 100000 E.coli före UV (cfu/100 ml) 10000 1000 15000 100 Figur 5.6 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 Haltfördelning av E.coli efter mekanisk, biologisk och kemisk rening (före UV-ljus), Arvika avloppsreningsverk 2010 2013 Antal parametervärden = 72 st., löpnummer på x-axeln. Röd punkt markerar median. 100000 Int. Enterokocker före UV (cfu/100 ml) 10000 1000 100 10 17000 Figur 5.7 1 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 Haltfördelning av Intestinala enterokocker efter mekanisk, biologisk och kemisk rening (före UV-ljus), Arvika avloppsreningsverk 2010 2013 Antal parametervärden = 72 st., löpnummer på x-axeln. Röd punkt markerar median. 24

Inom ramen för projektet analyserades i Huskvarna avloppsreningsverk halter av virus (sapo, rota, noro G1/G2 och astrovirus), parasiter (Giardia, Cryptosporidium och Entamoeba dispar) samt kompletterande sporbildande bakterie (clostridier) och virus som använder bakterie som värdorganism (kolifager). Detekterade halter av dessa organismer efter mekanisk, biologisk och kemisk rening (före UV) sammanfattas i tabell 5.4 nedan. Tabell 5.4 Detekterade mikroorganismer före UV-ljusbehandling (efter mekanisk, biologisk och kemisk rening), Huskvarna avloppsreningsverk augusti september 2013 (Anm. före och efter skivfilterbehandling) Parameter Antal prov som analyserats Antal prov där mikroorganism detekterades Parametervärde intervall Sapovirus 32 5 1 710 9 600 genomkopior/liter (1) Rotavirus 32 0 Ej detekterad Astrovirus 32 19 4 605 60 450 genomkopior/liter (2) Norovirus G1 32 16 8 3 498 genomkopior/liter (3) Norovirus G2 32 18 64 3 529 genomkopior/liter (3) Giardia 32 0 Ej detekterad Cryptosporidium 32 0 Ej detekterad Entamoeba histolytica 32 0 Ej detekterad Entamoeba dispar 32 3 277 440 genomkopior/liter (4) Clostridium perfringens 19 19 110 1500 cfu/100 ml Kolifager 3 3 300 1500 cfu/100 ml (5) (1) För Sapovirus är (teoretisk) detektionsgräns = 6 000 genomkopior/l och kvantifieringsgräns = 30 000 genomkopior/l (2) För Astrovirus är (teoretisk) detektionsgräns = 15 000 genomkopior/l och kvantifieringsgräns = 37 500 genomkopior/l (3) För Norovirus G1 och G2 är (teoretisk) detektionsgräns = 15 000 genomkopior/l och kvantifieringsgräns = 37 500 genomkopior/l (4) För Entamoeba dispar är (teoretisk) detektionsgräns = 400 genomkopior/l och kvantifieringsgräns = 1 000 genomkopior/l (5) För Kolifager analyserades dubbelprov på lab, Göteborg Vatten Anm. I tillägg till ovanstående kan nämnas att Giardia och Entamoeba histolytica detekterades i inkommande dygnsprov, men som tabell 5.4 visar detekterades ingen av dessa parasiter efter passagen genom mekanisk, biologisk och kemisk rening. Cryptosporidium och rotavirus detekterades inte i något prov alls, dvs. dessa mikroorganismer återfanns ej i mätbara halter ens i inkommande dygnsprov. Det bör påpekas att det är normalt att sjukdomsframkallande parasiter inte alltid påvisas i avloppsvatten. Tabell 5.4 ovan pekar på att av de mikroorganismer som ingick i den utökade analysen som genomfördes vid Huskvarna avloppsreningsverk under augusti september 2013 påträffades Astrovirus, Clostridier och kolifager med högst frekvens och i halter överstigande detektionsgränsen för respektive analysmetodik. Detta innebär att dessa tre mikroorganismer är möjliga att använda för utvärdering av inaktivering efter UV-ljusbehandling, åtminstone i denna studie. Flertalet virus och parasiter påträffades alltså i så låga halter att utvärdering av effekten av efterföljande UV-inaktivering omöjliggörs. Sannolik orsak till detta är att antalet bärare/smittade av dessa mikroorganismer inom ansluten befolkning är lågt under den aktuella mätperioden (slutet av augusti och början av september). Detta visar på svårigheterna att utvärdera reningsanläggningar utifrån halter av patogener i avloppsvattnet. För kontinuerlig uppföljning och långtidsstudier kan indikatorbakterier kompletterat med UV-tåliga odlingsbara organismer av typen clostridier eller 25

kolifager vara mer säkra kort. Mätperioden för den utökade mikrobiologiska analysen var i denna studie dock relativt begränsad (av praktiska och ekonomiska skäl). Högre virushalter i avloppsvatten förekommer troligen vid andra årstider då exempelvis vinterkräksjukan härjar i Sverige. 5.5 Långtidsuppföljning UV-anläggningar Huskvarna och Arvika Tidsserier över uppmätta halter av E.coli och Intestinala enterokocker före respektive efter UV-ljusbehandling i Huskvarna och Arvika redovisas i figur 5.8 och 5.9 nedan. Tolkningen av dessa figurer bör göras med viss försiktighet eftersom de kurvor som visas här baseras på diskreta parvisa värden vid relativt utspridda provtagningstillfällen under flera sommarsäsonger. Figur 5.8 och 5.9 visar dock att variationerna avseende halt indikatorbakterier är mycket stor, både före och efter UV-ljuset. Noterbart är att skalan för y-axeln är logaritmisk i de två övre graferna bakteriehalterna varierar alltså inom ett spann som omfattar 3 log. De kravnivåer för utgående avloppsvatten som sattes upp i Huskvarna och Arvika (illustrerade med streckade linjer i figur 5.8 och 5.9) överträds vid ett flertal tillfällen. Ca 10 % av samtliga värden överstiger kravnivån 500 cfu/100 ml för E.coli. Annorlunda uttryckt, i 9 av 10 prov uppnås det av VA-huvudmannen uppsatta målet för UV-behandlingen avseende E.coli. Bakgrund till kravnivåerna är halter enligt badvattendirektivet, men för enskilda badvattenprov gäller en lägre halt vid bedömning enligt vägledning från Havs- och vattenmyndigheten (HaV, 2013) Generellt sker en avsevärd reduktion av halten indikatorbakterier över UV-ljuset för både Huskvarna och Arvika. Vid något tillfälle varje sommarperiod tycks dock halten före respektive efter UV-ljuset vara densamma, dvs. UV-ljuset har ibland ingen effekt alls. För Huskvarnas del var frekvensen av höga halter odlingsbara bakterier efter UV-ljuset högst under sommarperioderna 2011 och 2012 (figur 5.8). Mot bakgrund av tidigare beskrivning av skillnader i flödesförhållanden under de olika somrarna (tabell 5.1 och 5.2) kan man följaktligen anta att hydraulisk belastning påverkar inaktiveringsgraden över UV-ljuset. Figur 5.10 och 5.11 visar sambandet mellan flöde vid provtagningstillfällena och antal odlingsbara indikatorbakterier efter UV-ljuset. Som synes går det inte att se ett tydligt samband, men blötare perioder (hög hydraulisk belastning) kan möjligen ge olika konsekvenser som ej förklaras av aktuellt flöde vid provtagningstillfällen. I Arvika har man noterat att det i samband med höga flöden sker igensättning av UV-lamporna. Det handlade då om material som flyter med vattenströmmen eller vindburet material som blockerar UV-ljuset. Detta blockerande material får troligen inte genomslag i analysen av suspenderade ämnen. UV-anläggningen är utrustad med automatisk rengöringsutrustning, men i samband med hög hydraulisk belastning och oväder har man upptäckt att UV-lamporna kan behöva utökad manuell rengöring. 26